Question

Будь-ласка, дуже прошу, вирішить цю задачу з повним рішенням: Яку масу розчину з вмістом нітратної кислоти 63%,можна одержати з 1 т синтетичного амоніаку, якщо його виробничі втрати становлять 3%, а ступінь перетворення 98%?​

Answer 1

Відповідь:

Для розв'язання цієї задачі потрібно скласти рівняння хімічної реакції, використовуючи вихідну речовину - синтетичний амоніак (NH3) і реагент - нітратна кислота (HNO3):

NH3 + HNO3 → NH4NO3

З рівняння можна побачити, що 1 моль NH3 повинна реагувати з 1 моль HNO3, щоб утворити 1 моль NH4NO3.

1 т синтетичного амоніаку = 1000 кг NH3 / (молярна маса NH3) молей NH3

Молярна маса NH3 = 14 г/моль + 3(1 г/моль) = 17 г/моль

1 т синтетичного амоніаку = 1000 кг / 17 г/моль ≈ 58.82 моль NH3

Оскільки ступінь перетворення становить 98%, то кількість утвореного NH4NO3 становитиме 98% від кількості зреагувавшого NH3:

Кількість NH4NO3 = 0.98 × 58.82 моль ≈ 57.76 моль NH4NO3

Для дальшого розрахунку маси розчину, необхідно врахувати втрати, які становлять 3%:

Кількість NH4NO3 після втрат = 0.97 × 57.76 моль ≈ 56 моль NH4NO3

Тепер потрібно врахувати вміст нітратної кислоти в NH4NO3. Молярна маса NH4NO3 = 14 г/моль + 4(1 г/моль) + 3(16 г/моль) = 80 г/моль. Оскільки вміст нітратної кислоти в NH4NO3 становить 63%, то маса HNO3 у 1 молі NH4NO3 дорівнює:

0.63 × 63 г/моль = 39.69 г/моль

Таким чином, маса розчину з вмістом нітратної кислоти 63% становитиме:

56 моль NH4NO3 × 80 г/моль NH4NO3 × (39.69 г/моль HNO3 / 80 г/моль NH4NO3) ≈ 2212 г

Отже, можна одержати 2212 г (або 2.212 кг) розчину з вмістом нітратної кислоти 63% з 1 т синтетичного амоніаку з урахуванням виробничих втрат 3% і ступеня перетворення 98%.

Answer 2

Щоб розв'язати цю задачу, спочатку розрахуємо кількість амоніаку, яку використовують для отримання розчину з вмістом нітратної кислоти 63%.

1 тонна амоніаку має вміст амонію (NH₃) у відсотковому співвідношенні. Оскільки ступінь перетворення становить 98%, кількість амонію, який фактично реагує, буде:

0.98 * 1 т = 0.98 т амонію

Тепер, враховуючи втрати виробництва у розмірі 3%, визначимо кількість амонію, який необхідно використати:

(0.98 т) / (1 - 0.03) = 0.98 т / 0.97 ≈ 1.011 т амонію

Тепер, враховуючи, що вміст нітратної кислоти в розчині становить 63%, розрахуємо масу отриманого розчину:

Маса розчину = (маса амонію) * (вміст нітратної кислоти / 100)

Маса розчину = 1.011 т * (63 / 100) = 0.63753 т

Отже, маса розчину з вмістом нітратної кислоти 63%, яку можна одержати з 1 тонни синтетичного амоніаку, складає приблизно 0.63753 тонни.